一种一体化的热源塔热泵装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种一体化的热源塔热泵装置，包括制冷剂回路、溶液回路、空气回路和冷热水回路。本实用新型专利技术装置采用制冷剂过冷放出的热量作为溶液再生热量，高效解决了热源塔热泵系统的溶液再生热源，并实现溶液吸热与溶液浓度控制一体化，使得热源塔热泵系统紧凑、灵活，同时在溶液吸热过程与溶液再生过程中串联利用同一空气，实现了溶液具有高效的再生效率，保证热源塔热泵系统在各种工况下安全可靠运行的同时，实现了系统的综合高效。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种一体化的热源塔热泵装置
本技术属于制冷空调系统设计和制造领域，涉及一种实现基于溶液吸热与溶液浓度控制一体化的高效热源塔热泵装置。
技术介绍
热源塔热泵系统具有可实现夏季水冷冷水机组的高效率，冬季可避免空气源热泵的结霜问题，不存在水/地源热泵所受地理条件限制等特点，成为夏热冬冷地区建筑冷热源的一种新方案，其原理是夏季热源塔热泵运行制冷工况，热源塔相当于水冷冷水机组的冷却塔，热源塔热泵系统实现水冷冷水机组的高效，热源塔热泵冬季制热时，利用溶液在热源塔内与空气换热，溶液吸收空气中热量作为热泵机组的低位热源，但这过程中也因空气中水蒸汽分压力与溶液表面的水蒸汽分压力存在差值，空气中的水分将进入溶液，使溶液的浓度变稀，导致溶液的冰点上升，为了保证系统运行的安全可靠，需要对进入溶液中的水分进行调节，即对溶液的浓度进行控制，从而确保溶液冰点的稳定。对溶液浓度进行控制，主要手段是进行溶液的再生，同时，溶液的再生过程是一个需要吸收热量的过程，因此，采取何种再生方式，如何获得溶液的再生热源，及其实现溶液再生热量的高效利用，对提高热源塔热泵系统性能，保证系统安全可靠运行具有重要意义。另外，常规的热源塔热泵系统具有类似水冷冷水机组形式，在热源塔中吸收的热量利用溶液作为输送工作介质输送给机组的蒸发器，而这过程中，需要消耗较大的溶液输送泵功，能否减少或降低这部分泵功对提供系统整体能效也具有重要意义。因此，采取何种再生方式、如何解决热源塔热泵系统的溶液再生热源和溶液再生热量的高效利用，实现热源塔热泵系统紧凑、灵活，提高热源塔热泵系统的综合高效等问题，设计出一种新型高效的热源塔热泵系统成为本领域技术人员迫切需要解决的技术难题。
技术实现思路
技术问题:本技术的目的是提供一种高效解决热源塔热泵系统溶液浓度控制问题，实现溶液吸热与溶液浓度控制一体化，使得热源塔热泵系统紧凑、灵活，保证系统在各种运行工况下安全可靠的一体化的热源塔热泵装置。技术方案:本技术一体化的热源塔热泵装置，包括制冷剂回路、溶液回路、空气回路和冷热水回路。制冷剂回路包括压缩机、四通阀、第一换热器、第一单向阀、第二单向阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第二换热器、储液器、过滤器、电子膨胀阀、第三单向阀和第四单向阀、气液分离器、填料式盘管换热器及其相关连接管道，所述第一换热器同时也是冷热水回路的构成部件，第二换热器同时也是溶液回路的构成部件，填料式盘管换热器同时也是空气回路和溶液回路的构成部件。制冷剂回路中，压缩机的输出端与四通阀第一输入端连接，四通阀第一输出端与第一换热器第一输入端连接，第一换热器第一输出端同时与第一单向阀的入口和第三单向阀的出口连接，第一单向阀的出口分成三路，一路通过第一电磁阀与储液器的输入端连接，一路与第二单向阀的出口连接，另一路通过第二电磁阀与第二换热器第一输入端连接，第二单向阀的入口与复式热源塔塔体第三输入端连接；第二换热器第一输出端也与储液器的输入端连接，储液器的输出端通过过滤器与电子膨胀阀的输入端连接，电子膨胀阀的输出端分成两路，一路连接第三单向阀的入口，另外一路连接第四单向阀的入口，第四单向阀的出口也与复式热源塔塔体第三输入端连接，复式热源塔塔体第三输入端同时还与填料式盘管换热器制冷剂输入端相连，填料式盘管换热器制冷剂输出端与复式热源塔塔体第一输出端连接，复式热源塔塔体第一输出端同时还与四通阀第二输入端连接，四通阀第二输出端与气液分离器的输入端连接，气液分离器的输出端与压缩机的输入端连接。溶液回路包括第二换热器、电动三通调节阀、填料式盘管换热器、第一布液装置、填料、第二布液装置、溶液泵、集液槽、复式热源塔塔体及其相关连接管道，所述填料同时也是空气回路的构成部件。溶液回路中，复式热源塔塔体第二输出端与溶液泵的入口连接，溶液泵的出口与电动三通调节阀输入端连接，电动三通调节阀第一输出端与复式热源塔塔体第二输入端连接，复式热源塔塔体第二输入端同时还与第一布液装置入口连接；电动三通调节阀第二输出端接第二换热器第二输入端，第二换热器第二输出端与复式热源塔塔体第一输入端连接，复式热源塔塔体第一输入端同时还与第二布液装置的入口连接，填料位于第二布液装置与第一布液装置中间，集液槽位于复式热源塔塔体的底部，集液槽出口也与复式热源塔塔体第二输出端连接，溶液泵的出口设置有溶液温度传感器和溶液密度传感器。空气回路包括复式热源塔塔体以及从下至上依次设置在复式热源塔塔体内部的填料式盘管换热器、填料、防飘液装置、风机。在复式热源塔塔体的空气入口处装有空气湿度传感器和空气温度传感器冷热水回路包括第一换热器及其与机组冷热水回水端和冷热水供水端之间的相关连接管路。冷热水回路中第一换热器第二输入端接机组冷热水回水端，第一换热器第二输出端接机组冷热水供水端。本技术中，利用第二换热器中过冷制冷剂冷却放出的热量作为溶液再生热量。本技术中，通过空气湿度传感器和空气温度传感器分别测量进入复式热源塔的空气的湿度和温度，获得进入填料式盘管换热器的空气的水蒸汽分压力，通过溶液温度传感器和溶液密度传感器分别测量从溶液泵出来的溶液的温度和密度，获得通过第一布液装置喷淋到填料式盘管换热器的溶液表面的水蒸汽分压力，通过溶液表面和空气的水蒸汽分压力大小的比较，判断溶液是否需要进行再生，通过控制电动三通调节阀，分别对进入第二换热器和第一布液装置的溶液流量进行调节，从而调节总的用于溶液再生的热量。本技术装置的空气回路中，空气首先经由填料式盘管换热器降温和减湿，再经由填料升温和加湿。本技术中，溶液再生方式更为简单高效，在热源塔热泵系统冬季制热运行的同时，可通过第二布液装置喷淋高温溶液到填料与在填料式盘管换热器换热后出来的低温低湿的空气传热传质，空气的水蒸汽分压力小于溶液表面的水蒸汽分压力，空气带走溶液中的水分，并被风机排到了周围环境中，从而实现溶液再生。本技术中，所述复式热源塔结构高度紧凑，整个热泵系统可高度集成，占地面积小，并可以放置在屋顶，不占用机房面积，与常规的热源塔热泵系统(即热源塔在屋顶，热泵机组在地下机房)相比，缩短热泵机组与热源塔之间的连接管路，从而节省了管材，同时大大降低溶液泵的扬程，减小了溶液泵的功耗。热源塔热泵夏季制冷运行时，低温低压的制冷剂气体从气液分离器中被压缩机吸入压缩后变成高温高压的过热蒸气排出，制冷剂经过四通阀进入设置在复式热源塔塔体内的填料式盘管换热器中，制冷剂在填料式盘管换热器中与水换热，放出热量，冷凝成液体，从填料式盘管换热器出来后，再依次经过第二单向阀、第二电磁阀(此时第一电磁阀关闭)进入第二换热器中，液体制冷剂与冷却水换热，制冷剂放出热量，实现进一步过冷，制冷剂从第二换热器流出后，依次经过储液器、过滤器、电子膨胀阀后被节流成低温低压的气液两相，再经过第三单向阀进入第一换热器，制冷剂在第一换热器中吸热蒸发，制取冷冻水，制冷剂完全蒸发后从第一换热器出来经过四通阀进入气液分离器，然后再次被吸入压缩机，如此循环，制取冷冻水。此时溶液回路中充灌着冷却水，在溶液回路中，集液槽中的冷却水从复式热源塔塔体第二输出端出来后被溶液泵吸入，经过溶液泵加压后，冷却水进入电动三通调节阀，冷却水在电动三通调节阀中被分成两路，一路从电动三通调节阀第一输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一体化的热源塔热泵装置，其特征在于，该装置包括制冷剂回路、溶液回路、空气回路和冷热水回路；所述制冷剂回路包括压缩机（1）、四通阀（2）、第一换热器（3）、第一单向阀（4）、第二单向阀（5）、第一电磁阀（6）、第二电磁阀（7）、第二换热器（8）、储液器（9）、过滤器（10）、电子膨胀阀（11）、第三单向阀（12）、第四单向阀（13）、气液分离器（14）、填料式盘管换热器（17）及其相关连接管道，所述第一换热器（3）同时也是冷热水回路的构成部件，第二换热器（8）同时也是溶液回路的构成部件，填料式盘管换热器（17）同时也是空气回路和溶液回路的构成部件；所述制冷剂回路中，压缩机（1）的输出端与四通阀第一输入端（2a）连接，四通阀第一输出端（2b）与第一换热器第一输入端（3a）连接，第一换热器第一输出端（3b）同时与第一单向阀（4）的入口和第三单向阀（12）的出口连接，第一单向阀（4）的出口分成三路，一路通过第一电磁阀（6）与储液器（9）的输入端连接；一路与第二单向阀（5）的出口连接，另一路通过第二电磁阀（7）与第二换热器第一输入端（8a）连接，第二单向阀（5）的入口与复式热源塔塔体第三输入端（24c）连接；第二换热器第一输出端（8b）也与储液器（9）的输入端连接，储液器（9）的输出端通过过滤器（10）与电子膨胀阀（11）的输入端连接，电子膨胀阀（11）的输出端分成两路，一路连接第三单向阀（12）的入口，另外一路连接第四单向阀（13）的入口，第四单向阀（13）的出口也与复式热源塔塔体第三输入端（24c）连接，复式热源塔塔体第三输入端（24c）同时还与填料式盘管换热器制冷剂输入端（17a）相连，填料式盘管换热器制冷剂输出端（17b）与复式热源塔塔体第一输出端（24d）连接，复式热源塔塔体第一输出端（24d）同时还与四通阀第二输入端（2c）连接，四通阀第二输出端（2d）与气液分离器（14）的输入端连接，气液分离器（14）的输出端与压缩机（1）的输入端连接；所述溶液回路包括第二换热器（8）、电动三通调节阀（15）、填料式盘管换热器（17）、第一布液装置（18）、填料（19）、第二布液装置（20）、溶液泵（23）、集液槽（16）、复式热源塔塔体（24）及其相关连接管道，所述填料（19）同时也是空气回路的构成部件；溶液回路中，复式热源塔塔体第二输出端（24e）与溶液泵（23）的入口连接，溶液泵（23）的出口与电动三通调节阀输入端（15a）连接，电动三通调节阀第一输出端（15b）与复式热源塔塔体第二输入端（24b）连接，复式热源塔塔体第二输入端（24b）同时还与第一布液装置（18）入口连接；电动三通调节阀第二输出端（15c）接第二换热器第二输入端（8c），第二换热器第二输出端（8d）与复式热源塔塔体第一输入端（24a）连接，复式热源塔塔体第一输入端（24a）同时还与第二布液装置（20）的入口连接，填料（19）位于第二布液装置（20）与第一布液装置（18）中间，集液槽（16）位于复式热源塔塔体（24）的底部，集液槽（16）的出口也与复式热源塔塔体第二输出端（24e）连接，溶液泵（23）的出口设置有溶液温度传感器（27）和溶液密度传感器（28）；所述空气回路包括复式热源塔塔体（24）以及从下至上依次设置在所述复式热源塔塔体（24）内部的填料式盘管换热器（17）、填料（19）、防飘液装置（21）和风机（22），在复式热源塔塔体（24）的空气入口处装有空气湿度传感器（25）和空气温度传感器（26）；所述冷热水回路包括第一换热器（3）及其与机组冷热水回水端和冷热水供水端之间的相关连接管路；所述冷热水回路中，第一换热器第二输入端（3c）接机组冷热水回水端，第一换热器第二输出端（3d）接机组冷热水供水端。...

【技术特征摘要】
1.一种一体化的热源塔热泵装置，其特征在于，该装置包括制冷剂回路、溶液回路、空气回路和冷热水回路； 所述制冷剂回路包括压缩机(I)、四通阀(2)、第一换热器(3)、第一单向阀(4)、第二单向阀(5)、第一电磁阀(6)、第二电磁阀(7)、第二换热器(8)、储液器(9)、过滤器(10)、电子膨胀阀(11)、第三单向阀(12)、第四单向阀(13)、气液分离器(14)、填料式盘管换热器(17)及其相关连接管道，所述第一换热器(3)同时也是冷热水回路的构成部件，第二换热器(8)同时也是溶液回路的构成部件，填料式盘管换热器(17)同时也是空气回路和溶液回路的构成部件； 所述制冷剂回路中，压缩机(I)的输出端与四通阀第一输入端(2a)连接，四通阀第一输出端(2b)与第一换热器第一输入端(3a)连接,第一换热器第一输出端(3b)同时与第一单向阀(4)的入口和第三单向阀(12)的出口连接，第一单向阀(4)的出口分成三路，一路通过第一电磁阀(6)与储液器(9)的输入端连接；一路与第二单向阀(5)的出口连接，另一路通过第二电磁阀(7)与第二换热器第一输入端(8a)连接，第二单向阀(5)的入口与复式热源塔塔体第三输入端(24c)连接；第二换热器第一输出端(Sb)也与储液器(9)的输入端连接，储液器(9)的输出端通过过滤器(10)与电子膨胀阀(11)的输入端连接，电子膨胀阀(11)的输出端分成两路，一路连接第三单向阀(12)的入口，另外一路连接第四单向阀(13)的入口，第四单向阀(13 )的出口也与复式热源塔塔体第三输入端(24c )连接，复式热源塔塔体第三输入端(24c)同时还与填料式盘管换热器制冷剂输入端(17a)相连，填料式盘管换热器制冷剂输出端(17b)与复式热源塔塔体第一输出端(24d)连接，复式热源塔塔体第一输出端(24d)同时还与四通阀第二输入端(2c)连接，四通阀第二输出端(2d)与气液分离器(14)的输入端连接，气液分离器(14)的输出端与压缩机(I)的输入端连接； 所述溶液回路包括第二换热器(8)、电动三通调节阀(15)、填料式盘管换热器(17)、第一布液装置(18)、填料(19)、第二布液装置(20)、溶液泵(23)、集液槽(16)、复式热源塔塔体(24)及其相关连接管道，所述填料(19)同时也是空气回路的构成部件； 溶液回路中，复式热源塔塔体第二输出端(24e)与溶液泵(23...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁彩华，孙立镖，蒋冬梅，张小松，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：实用新型
国别省市：